本标准由全国有色金属标准化技术委员会提出并归口.doc

YS国家工业和信息化部 发布200X-XX-XX实施200X-XX-XX发布炭素制品生产炉窑回转窑热平衡测定与计算方法Methods of determination and calculation ofheat balance in metallurgical furnaces forproduction of carbon products YS/T 124-XX-XXXX中华人民共和国有色金属行业标准前言前言本标准由全国有色金属标准化技术委员会提出并归口。本标准由中国铝业股份有限公司贵州分公司负责修订。本标准主要修订人： 。本标准由全国有色金属标准化技术委员会负责解释。目 次1 适用范围12 测定体系13 测定要求及时间14 测定项目及方法15 热平衡计算26 煅烧焦单位能耗57 煅烧焦单位能耗58 热效率计算59 热平衡测定计算结果汇总表69YS/T124XXXXXX回转窑热平衡测定与计算方法1 适用范围本标准适用于炭素制品生产的各种类型回转窑热平衡测定与计算方法2 热平衡测定与计算基准及测定体系2.1 基准温度采用环境温度。2.2 基准压力采用101325Pa。2.3 燃料的发热值按应用基低（位）发热量计算；卡与焦耳的换算采用1cal=4.1868J。2.4 回转窑热平衡测定与计算方法体系，包括窑身、窑头罩、窑尾罩及沉降室（或燃烧室），不包拓冷却机。3、测定要求及时间3.1 在热平衡测定周期时间内，回转窑必须处在正常运行工况情况下测定，根据生产条件在满足最大产能时组织测定。3.2 测定时间规定连续不少于6小时，每个测定项目的次数不少于3次，然后取算术平均值。4、测定项目及方法4.1 进入窑内的物料4.1.1 利用入窑处的皮带和或容积电子称计量，测定出在规定周期内累计量。4.1.2 物料理化分析 a、测定物料入窑温度； b、测定物料水份； c、测定物料应用基低（位）发热量及比热。4.2 进入窑的燃料测定4.2.1 燃料的计量以重油为燃料测点设在入窑的油罐处，由流量计或容积法计算；管道煤气为燃料测点设在入窑前的煤气流量计计量，测定出在规定测定周期内燃料累计量。4.2.2 燃料的理化分析 a、燃料的含水量或煤气燃料的含湿量； b、燃料的化学成份组成； c、测定燃料的应用基低（位）发热量或根据成份计算出燃料的应用基低（位）发热量； d、测定燃料在入窑时的温度、压力。4.3 雾化蒸气测定 采用重油为燃料时需测定雾化蒸汽4.3.1 雾化蒸汽量测定：测点设在窑头罩重油喷咀附近，用蒸汽流量计测量，在无法测量时可以采用重油：蒸汽=1：0.8质量比计算。4.3.2 测定雾化蒸汽的压力、温度、饱和含水量。4.4 燃烧焦测定4.4.1 煅烧焦计量：在冷却机出料处的电子称指示累计量或称量法进行测定。4.4.2 煅烧焦温度，在窑头出料品处用热电偶测定。4.4.3 测定煅烧焦成份、发热量及比热。4.5 对回料量或沉渣测定4.5.1 返回料量或沉渣计量，在规定测定周期内称量出返回料量或沉渣量。4.5.2 返回料或沉渣在出料时测定其温度。4.5.3 对返回料或沉渣取样，测定成份、发热量及比热。4.6 对燃烧室或沉降室的烟气及烟尘测定4.6.1 烟尘浓度采用粉尘采样仪测定。4.6.2 测定粉尘的组成、应用基低（位）发热量及比热。4.6.3 烟气量在出口总烟道采用皮托管测定。4.6.4 烟气温度由回转窑出口距烟道入口1米处用热电偶测定。4.6.5 烟气取样，测定其烟气中水份及成份组成。4.7 表面温度的测定4.7.1 表面温度测点的确定：将回转窑分成若干段，每段视为同一个温度，每段长度根据窑的大小，可取35m为一段；其他部分，每12m2选一个测点。4.7.2 表面温度测定采用红外线测温仪或吸附式表面温度计测定。4.8 风速测定：距窑体表面1.0米处用风速仪测定。4.9 环境温度的测定：在距窑体表面1.0米处用水银温度计测定。一般取厂房环境温度。5 热平衡计算5.1 热收入项计算5.1.1 燃料燃烧热 Q1 燃料燃烧热按公式（1）计算： Q1=M1QDWy （1）式中： Q1每小时燃料燃烧热量，单位千焦每小时，kJ/h；M1每小时燃料消耗量，单位千克每小时，kg/h； QDWy燃料应用基低（位）发热量，单位千焦每千克，kJ/kg。5.1.2 燃料带入物理热 Q2 燃料带入物理热按公式（2）计算Q2=M1Cp（t1-th） （2）式中：Q2每小时燃料带进的物理热，单位千焦每小时，kJ/h； Cp 燃料在t1与th的平均比热，单位千焦每千克摄氏度，kJ/kg0C； t1为燃料的入窑时温度，单位摄氏度，0C； th为环境空气温度，单位摄氏度，0C。5.1.3 石油焦带入的化学反应热 Q3 石油焦带入的化学反应热按公式（3）计算： Q3=M2QsjdwyM3Qdjdwy （3）式中：Q3 每小进原料焦带进的化学反应热，单位千焦每小时，kJ/h； M2,M3分别为原料焦（或无烟煤）和煅烧焦（或无烟煤）每小时投入量和出料量，单位千克每小时，kg/h; Qsjdwy, Qdjdwy分别为原料焦和煅烧焦的应用基低（位）发热量，单位千焦每千克，kJ/kg。5.1.4 采用燃料油时雾化蒸汽带入的热量 Q4 采用燃料油时雾化蒸汽带入的热量按公式（4）计算： Q4=M4Hzg-Hzhj-（zgXzg/100） （4）式中：Q4每小时雾化重油蒸汽所带入热量，单位千焦每小时，kJ/h； M4每小时雾化蒸汽量，单位千克每小时，kg/h; Hzg蒸汽入窑时的热焓，单位千焦每千克，kJ/kg; Hzhj在环境温度时水的热焓，单位千焦每千克，kJ/kg; zg蒸汽入窑时的汽化潜热，单位千焦每千克，kJ/kg; Xzg蒸汽的湿度，单位百分数，% 。5.1.5 收入项总热量 Q 收入项总热量按公式（5）计算： Q=Q1+Q2+Q3+Q4 （5）5.2 热支出项计算5.2.1 煅烧焦带走的物理热 Q1 煅烧焦带走的物理热按公式（6）计算： Q1=M3C1(t2-th) （6） 式中：Q1一煅烧焦带走物理热，单位千焦每小时，kJ/h；C1煅烧焦在t2与th之间的平均比热，单位千焦每千克摄氏度，kJ/kg0C； t2煅烧焦出窑时的温度，单位摄氏度，。5.2.2 烟气带走物理热 Q2 烟气带走物理热按公式（7）计算： Q2=VC2（t3-th） （7）式中：Q2每小时烟气带走物理热，单位千焦每小时，kJ/h； V每小时烟道出口（测点）处排出湿烟气（标准状况下）流量，单位立方米每小时，Nm3/h; C2湿烟气在t3与th之间的平均比热，单位千焦每立方米摄氏度，kJ/Nm3； t3排烟道出口（测点）处的烟气温度，单位摄氏度，。5.2.3 烟气带走的化学热 Q3 烟气带走的化学热按公式（8）计算： Q3=V(1-XW)（126COgy+108H2gy+359CH4gy） （8） 式中：Q3每小时烟气带化学热，单位千焦每小时，kJ/h； XW烟气中的湿含量，单位百分数，%； COgy,H2gy,CH4gy干烟气可燃气成份体积，单位百分数，%。5.2.4 烟尘走物理热Q4 烟尘走物理热按公式（9）计算： Q4=M5C3（t4-th） （9） 式中：Q5每小时烟尘带走物理热，单位千焦每小时，kJ/h： M5每小时烟气中烟尘量，单位千克每小时，kg/h； C3烟尘在t4与th之间的平均比热，单位千焦每千克摄氏度，kJ/kg； t4烟尘出口温度，单位摄氏度，。5.2.5 烟尘带走的化学反应热 Q5 烟尘带走的化学反应热按公式（10）计算：Q5=33871M5Dc1 （10）式中：33871碳的热值，单位千焦每千克，kJ/kg； Q5每小时烟尘带走化学数，单位千焦每小时，kJ/h； Dc1烟尘中的残碳量，单位百分数，% 。5.2.6 沉降室或燃烧室留下物所带走的物理热 Q6 沉降室或燃烧室留下物所带走的物理热按公式（11）计算：Q6=M6C4（t5th） （11）式中：Q6每小时留下物的物理热，单位千焦每千克，kJ/h； M6每小时所带走物料理，单位千克每小时，kg/h； C4物料在tcz与thj之间的平均比热，单位千焦每千克摄氏度，kJ/kg；t5沉降室或燃烧室温度，单位摄氏度，。5.2.7 沉降室或燃烧室留下物的化学热 Q7 沉降室或燃烧室留下物的化学热按公式（12）计算：Q7=33871Dc2M6 （12） 式中：Q7每小时留下物的化学热，单位千焦每千克，kJ/h；Dc2为燃烧室留下物的残碳量，单位百分数，%。5.2.8 回转窑测定体系的表面散热损失Q8 回转窑测定体系的表面散热损失按公式（13）计算：Q8=qiAi（13）式中：Q8窑体表面散失总热量，单位千焦每千克，kJ/h； Ai某分段的表面面积，单位平方米，m2； qi测定体系某分段平均表面热流量，单位千焦每平方米小时，kJ/m2h。 注：当不能直接测出热流值时，可测定炉体表面温度，按公式（14）计算表面热流量 qi=20.41i(273+ti)/1004 - (273+th)/1004 +i (ti-thj)（14）式中：ti测定体系分段部分的表面平均温度，单位摄氏度，； i测定温度段的对流给热系数，单位千焦每平方米小时摄氏度，kJ/m2h。 i与该处的环境气氛有关，对于风速必须进行较正 A） 当环境无风时WF1=0 i =A0散热面位置系数，决定于测定体系散热面所处位置 散热面在侧部侧温时，A01=9.20； 散热面在上部侧温时，A02=11.71； 散热面在下部侧温时，A03=6.27； B）当环境空气风速WF25m/s时，按公式（15）计算： i=22.16+15.05WF2（15） C）当环境空气风速WF35m/s时，按公式（16）计算： i=27.06 WF2( 16) 式中：WF1，WF2，WF3为被测温度段位置时的风速。5.2.9 其它热损失 Q 其它热损失按公式（17）计算： Q=Q-(Q1+Q2Q3+Q4+Q5+Q6+Q7+Q8)（17）5.2.10 支出项热总量 Q 支出项热总量按公式（18）计算： Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7+Q8+Q （18）6 煅烧焦单位能耗 A，单位千焦每吨，kJ/t 煅烧焦单位能耗按公式（19）计算： A=（Q11000）/Mdj （19）7 煅烧焦单位热耗QB，单位千焦每吨，kJ/t 煅烧焦单位热耗按公式（20）计算： QB=（Q1+Q2+Q3+Q4）/M31000（20）8 热效率计算8.1 体系供给热量 QG 体系供给热量按公式（21）计算： QG=Q1+Q2+Q3+Q4（21）8.2 煅烧焦的有效热量 Qy 煅烧焦的有效热量按公式（22）计算： Qy=M7C5(t6-th)（22）式中：Qy合格产品有效热，单位千焦每千克，kJ/h； M7石油焦在t6与th之间的平均质量，单位千克每小时，kg/h； C5石油焦在t6与th之间的平均比热，单位千焦每千克摄氏度，kJ/kg； t6回转窑煅烧工艺要求温度，单位摄氏度，一般情况下取1250。8.3 热效率 热效率按公式（23）计算：/%=(Qy/QG)100（23）9 热平衡测定计算结果汇总表(见表1